Dokumen tersebut membahas tentang enzim protease. Secara singkat, protease adalah enzim yang memecah ikatan peptida pada protein, ditemukan pada berbagai makhluk hidup. Enzim protease diklasifikasi menjadi empat golongan berdasarkan mekanisme kerjanya, yaitu protease serin, sistein, aspartat, dan logam. Salah satu contoh protease tumbuhan adalah enzim papain yang berasal dari pepaya.

1. Disusun oleh kelompok 5
Mirza Ardilah F.
Muslimatul khoiriyah
Sri lestari
Yayan Sofyan H
M. Mun’im

2. PENDAHULUAN
Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis
dalam sel hidup. Enzim dihasilkan oleh sel-sel hidup, baik
hewani maupun nabati. Bila digabungkan dengan bahan
organik tertentu maka bisa mengubah susunan menjadi
persenyawaan yang lebih sederhana, namun enzim itu tidak
turut berubah. Sehingga enzim sering diartikan sebagai
katalisator organik dan banyak diminati karena beberapa
kelebihannya.
Enzim memiliki berbagai jenis yang didasarkan pada fungsi serta
sumbernya, salah satu enzim yangpenting adalah enzim
protease.

3. PROTEASE
Adalah Enzim yang bekerja sebagai
katalis dalam reaksi pemecahan molekul
protein dengan cara hidrolisis,
disebut juga enzim proteolitik.
Oleh karena yang dipecah adalah ikatan
pada rantai peptida, maka enzim
tersebut dinamakan juga peptidase.

4. SUMBER ENZIM PROTEASE
Protease ditemukan hampir pada setiap makhluk hidup, mulai dari hewan,
tumbuhan hingga mikroba.
protein sendiri merupakan zat yang dibutuhkan bagi setiap makhluk
hidup, maka dari itu protease dibutuhkan secara fisiologis untuk
kehidupan organisme baik tumbuhan, hewan maupun mikroorganisme.
Protease tumbuhan yang dikenal antara lain papain, bromelain, dan
keratinase. Protease dari hewasn yang telah umum aalah tripsin,
kimotripsin, pepsin dan renin.
Penggunaan mikroorganisme sebagiai sumber enzim protase dan
kemungkinan untuk melakukan manipulasi genetik, membuat protease
mikroba lebih banyak dikembangkan. Berbagai jenis bakteri dan kapang
yang mampu menghasilkan protease (Bacillus amylolique, B. licheniformis, B.
subtilis, B. cereus, B. polymyxa, B. hermoproteolyticus, Mucor pusillus, M.
miehei, Aspergillus orizae,A,sojae dan A. phoenicis), beberapa diantaranya
telah digunakan untuk skala industri.

5. KLASIFIKASI ENZIM PROTEASE
Menurut Bergman dan Futon (1941-1942) protease
diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu
endopeptidase dan eksopeptidase.
1. Endopeptidase
Enzim ini memecah protein pada tempat – tempat tertentu
dalam molekul protein dan basanya tidak mempengaruhi
gugus yang terletak di ujung molekul. Sebagai contoh
endopeptidase ialah enzim pepsin yang terdapat dalam
usus halus dan papain, suatu enzim yang terdapat dalam
pepaya.

6. 2. Eksopeptidase
Eksopeptidase bekerja terhadap kedua ujung molekul
protein. Karboksipeptidase dapat melepaskan
asam amino yang memiliki gugus –COOH bebas
pada molekul protein, sedangkan aminopeptidase
dapat melepaskan asam amino pada ujung lain
yang memiliki gugus –NH2 bebas. Dengan
demikian eksopeptidase dimulai dari asamamino
ujung pada molekul protein hingga seluruh molekul
pecah menjadi asm amino.

7. Hartley (1960) menggolongkan protease menjadi
empat golongan berdasarkan mekasnisme
reaksi yang terjadi pada sisi aktifnya. Yaitu
1. Protease Serin
2. Protease Sulfihidril (Thiol) atau Sistein
3. Protease asam atau aspartat
4. Protease metal

8. PROTEASE SERIN
 Memiliki residu serin dalam sisi aktifnya atau disebut juga
sebagai gugus reaktifnya
 Bersifat endopeptidase
 Protease serin banyak ditemukan pada berbagai jenis
organisme tetapi lebih dari 40% dari mikroba. Enzim ini juga
dikenal sebagai “alkaline protease” karena memiliki pH
optimum 9-13.
 Protease serin merupakan enzim yang perlu untuk diaktivasi,
salah satu aktivator enzim ini adalah Ca2+
 Yang termasuk enzim ini beberapa diantaranya adalah ; tripsin,
kimotripsin, elastase, dan subtilin,

9. PROTEASE SULFIHIDRIL / THIOL / SISTEIN
 Pada mulanya enzim ini dinamakan protease tiol atau sulfihidril akan
tetapi seiring dengan perkembangan kimia, namanya berubah menjadi
protease sistein
 Protease sistein memiliki gugus reakftif berupa gugus sulfihidril pada
sisi aktifnya. Enzim ini terdiri dari satu buah sistein golongan sulfihidril
dan histidine golongan imidazole pada sisi aktifnya.
 Yang termasuk enzim ini : protease dari tanaman dan mikroba seperti
papain, fisin dan bromelin, dari mikroba berupa clostipain, plasmodim
falciparum protease cystein dan dari hewan berupa cathepsin B.
 memiliki pH optimum netral
 Kerja enzim ini dapat dihambat oleh senyawa oksidator, alkilator dan
logam berat

10. PROTEASE ASAM ATAU ASPARTAT
 Enzim protease aspartat memiliki bagian aktif yang berupa dua
gugus karboksil yang ada pada sisi aktifnya
 pH optimum enzim ini adalah 2-3
 Sebagian besar protease aspartat ini merupakan golongan
enzim pepsin dari enzim pencernaan seperti pepsin,
chymocine, lysosomal catepsin D, renin, penicillopepsin,
rizhopuspepsin, dan endothiapepsin.
 Kerjanya dihambat oleh inhibitor pepstatin A, senyawa –
senyawa diazoketon seperti diazoacetyl-DL-norleucine methyl
ester (DAN), 1,2-epoxy-3(p-nitrophenoxy)propane dan lain –
lain.

11. PROTEASE METAL
 Keaktifan enzim ini tergantung adanya logam (metal) pada sisi
aktifnya, terutama oleh adanya seng (Zinc). Seng dapat
digantikan oleh kobalt, nikel pada kondisi tertentu tanpa
mengurangi aktivitas enzim ini
 Memiliki pH optimum 7-8
 Merupakan enzim yang paling tidak stabil dibandingkan enzim
golongan lain karena dapat mengalami autolisis pada pH diatas
9 atau dibawah 6.
 Inhibitornya dapat berupa EDTA, 2,2-bipyridine dan 1,10phenantroline dan lainnya.
 Contoh enzim ini aalah thermolisin bacillus
thermoproteoliyticus.

12. FUNGSI DAN CARA KERJA ENZIM
Pada dasarnya, fungsi dan cara kerja enzim
protease adalah sama dengan enzim pada
umumnya hanya saja substrat yang
dipengaruhi merupakan protein.
Fungsi suatu enzim adalah sebagai katalis
untuk proses biokimia yang terjadi dalam
sel maupun luar sel. Suatu enzim dapat
mempercepat reaksi 10exp8 sampai 10exp11
kali lebih cepat dibandingkan pabila
reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis.

13. ENERGI AKTIVASI
Seperti juga katalis lainnya, maka enzim dapat menurunkan
energi aktivasi suatu reaksi kimia. Untuk dapat menghasilkan
produk, suatu reaksi kimia membutuhkan sejumlah energi
tertentu untuk mencapai keadaan transisi (X), yang apabila
telah tercapai energi tersebut maka dapat terbentuk produk.
Dengan adanya enzim, maka harga energi aktivasi diperkecil
atau diturunkan. Dengan demikian akan dapat memudahkan atau
mempercepat terjadinya suatu reaksi.

14. CARA KERJA ENZIM
Terdapat dua teori yang telah dikenal luas
tentang cara kerja enzim.
1. Teori “Key and Lock”
2. Teori “Induced Fit”

15. TEORI KEY AND LOCK
Sesuai teori ini, masing-masing enzim
memiliki area spesifik (disebut situs aktif)
yang dimaksudkan untuk substrat tertentu
untuk mendapatkan terpasang. Situs aktif
enzim ini melengkapi bagian tertentu dari
substrat, sejauh bentuk yang bersangkutan.
Substrat akan masuk ke dalam situs aktif
dengan sempurna, dan reaksi antara
mereka terjadi.

16. Substrat yang tepat akan masuk ke dalam situs aktif enzim dan
membentuk kompleks enzim-substrat. Ini adalah di situs ini aktif bahwa
substrat ditransformasikan ke produk yang dapat digunakan. Setelah
reaksi selesai, dan produk yang dirilis, situs aktif tetap sama dan siap
untuk bereaksi dengan substrat baru.

17. TEORI INDUCED FIT
Teori ini juga mendukung hipotesis gembok dan kunci
bahwa situs aktif dan substrat cocok dan bentuk mereka
saling melengkapi. Menurut teori-induced fit, bentuk situs
aktif tidak kaku. Hal ini fleksibel dan perubahan, sebagai
substrat datang ke dalam kontak dengan enzim.
Untuk lebih tepatnya, sekali enzim mengidentifikasi
substrat yang tepat, bentuk perubahan situs aktifnya
sehingga muat kedua persis. Hal ini menyebabkan
pembentukan kompleks enzim-substrat dan reaksi lebih
lanjut. Seperti teori ini menjelaskan mekanisme kerja
berbagai enzim, itu diterima secara luas daripada kunci
dan hipotesis kunci.

18. MEKANISME REAKSI ENZIM PROTEASE
Enzim – enzim protease terbagi menjadi empat kelompok
utama mekanismenya yaitu serin, sistein, aspartat dan
metal. Pada sisi aktif protease serin dan sistein, gugus
reaktif menyerang secara nukleofilik pada ikatan peptida.
Protease aspartat dan metal mengaktifkan sebuah molekul
air untuk menjadikannya sebagai nukleofil daripada
menggunakan gugus fungsi enzim itu sendiri. Meskipun
demikian, pada dasarnya keseluruhan proses pemecahan
ikatan peptida adalah sama pada semua golongan protease.

19. .
a)
b)
c)
d)
Protease serin
Protease sistein
Protease aspartat
Protease metal

20. FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ENZIM PROTEASE
Enzim protease memiliki aktivitas berbeda tergantung
pada jenis serta sumber enzimnya, tapi pada umumya
aktivitas ini juga dipengaruhi faktor – faktor
yang mempengaruhi enzim pada umumnya. Yaitu
- Suhu
- Konsentrasi substrat
- Konsentrasi enzim
- pH
- Pengaruh inhibitor

21. ENZIM PAPAIN
Salah satu enzim protease yang berasalah dari
tumbuhan adalah enzim papain.
Enzim Papain merupakan enzim protease yang
terkandung dalam pepaya (Carica papaya)pada
getahnya baik dalam buah, batang maupun daunnya.
Sebagai enzim yang berkemampuan sebagai memecahkan
molekul protein, dewasa ini papain menjadi suatu
produk yang sangat bermanfaat bagi kehidupan
manusia, baik di kehidupan rumah tangga maupun
industri.

22. STRUKTUR DAN AKTIVITAS ENZIM PAPAIN
- Enzim papain termasuk protease sistein
dengan struktur yang terdiri dari rantai
tunggal polipepptida dengan tiga
jembatan disulfida dan pada sisi aktifnya
terdapat residu Cysteine (C158)
Histidine (H292) Asparagine (N308).
- Gugus reaktifnya berupa sulfihidril yang
terdapat pada sistein.
- pH optimum 6-7
- Papain relatif tahan terhadap panas
dengan suhu optimum 60-70°C
- Papain prefers to cleave at:
(hydrophobic)-(Arg or Lys)- cleaves here
-(not Val). Hydrophobic
is Ala, Val, Leu, Ile, Phe, Trp, or Tyr.[8]
- Inhibitor: PMSF, TLCK, TPCK, alph2macroglobulin Hg2+ and other heavy
metals, AEBSF, Antipain, cystatin, E-64,
Leupeptin, pengikat Sulfhydryl, reagen –
reagen karbonil, dan lain – lain.

23. PRODUKSI ENZIM PAPAIN
Untuk memproduksi papain, bahan baku yang perlu
disiapkan adalah getah pepaya. Sementara bahan
penolongnya berupa air dan sulfit. Sulfit yang
dapat digunakan antara lain natrium
bisufit,natrium metabisulfit. Air digunakan
sebagai pengencer sementara sulfit digunakan
sebagai bahan pengawet (Dudung Muhidin, 2001).
Papain adalah zat yang mudah rusak karena oksidasi
udara baik yang terjadi selama pembuatan maupun
penyimpanan maka dari itu perlu ditambahkan
pengawet dalam pembuatan papain. Sulfit yang dapat
digunakan sebagai pengawet papain dapat berupa
natrium bisulfit dengna konsentrasi 0.7%.

24. 1. Tahap pengambilan getah
- dilakukan pada buah yang sudah berumur 2.5 – 3 bulan dengan
buah masih tergantung pada batang pokok selama penyadapan.
- Interval penyadapan setiap empat hari dengan tujuh kali selama
28 hari. Waktu yang tepat untuk melakukan penyadapan adalah
pagi hari sebelum matahari terbit, sekitar pukul 05.30 08.00, atau pada sore hari sebelum matahari terbenam, sekitar
pukul 17.30 - 18.30.
- Penyadapan dilakukan dengan cara menorehkan alat sadap pada
kulit buah mulai dari pangkal menuju ujung buah. Kedalaman
torehannya antara 1 - 2 mm. Kedalaman ini perlu diperhatikan
agar luka torehannya dapat cepat sembuh. Banyak torehan setiap
buah cukup lima torehan dengan jarak antartorelan 1 - 2 cm.
Setelah ditoreh, getah yang ke luar dari buah segera ditampung
dalam alat tampah penampung getah yang sudah dirancang khusus.
Tampah ini sudah diletakkan pada batang tanaman. Oleh karena
hanya berupa anyaman bambu maka ada banyak lubang pada tampah
tersebut. Agar getah tidak banyak terbuang melalui lubang,
sebaiknya alas tampah tersebut diberi plastik.

25. 2. Pengolahan papain kasar
Getah hasil penyadapan buah dapat diolah menjadi
papain kasar (cured papain). Cara pengolahannya sebagai
berikut. Getah dari penyadapan dicampur larutan sulfit
0.7% sebanyak empat kali jumlah getah, lalu diaduk hingga
merata dengan alat pengaduk (mixer). Campuran ini biasanya
akan membentuk emulsi getah bewama putih susu yang agak
kental. Selanjutnya emulsi getah dikeringkan hingga
menjadi papain kasar. Untuk mengeringkan emulsi getah
menjadi papain kasar dapat dikerjakan dengan berbagai
cara, yaitu :
Pengeringan dengan sinar matahari
Pengeringan dengan cabinet drier

26. APLIKASI ENZIM PAPAIN DALAM INDUSTRI PANGAN
Pengempuk Daging (Meat Tenderizer)
- Dalam proses ini, papain memotong rantai protein dalam benang –
benang fibril dan jaringan penghubung serta merusak integritas
serabut otot sehingga membuat daging menjadi empuk.
- Papain sebagai pelunak daging (meat tenderizer) banyak
diperdagangkan dalam kemasan kecil sesuai kebutuhan rumah
tangga. Papain ini sudah dicampur bahan lain seperti gula dan garam
agar kandungan papainnya tidak terlalu kuat.
- Pengempukan daging pada sistem lebih modern dilakukan dengan
cara antemortem, pengempukan ini dengan cara menyuntikkan
larutan papain beberapa waktu sebelum ternak dipotong kira – kira 5
– 10 menit. Dengan dosis penyuntikan 0,2 – 0,7 ml untuk setiap Kg
berat ternak hidup. Jumlah larutan yang disuntikkan ke dalam ternak
besar biasanya 80 – 120 ml dan pada unggas 1 – 2 ml. Penyuntikan
dilakukan pada pembuluh darah balik leher (vena jugularis) ternak
potong atau pada vena di bagian sayap untuk jenis unggas.

27. Pembuatan Keju
- Papain dipilih sebagai alternatif enzim yang digunakan pada pembuatan
susu untuk pengganti enzim rennet. Enzim rennet pada proses
pembuatan keju berfungsi sebagai koagulan yang biasanya cukup
mahal dan jumlahnya terbatas. Maka dari itu digunakan papain sebagai
pengganti renet yang relafit lebih ekonomis.
- Pada prinsipnya, terdapat dua proses yang mendukung reaksi
penggumpalan protein susu yaitu hidrolisis enzimatik k-kasein dan
proses nonenzimatik berupa aglomerisasi misel kasein. Kombinasi
kedua proses tersebut menyebabkan perubahan fisik susu yang disbut
penggumpalan. Selama proses penggumpalan berlangsung, terjadi
penjeratan lemak melalui pembentukan benang – benang ikatan silang
atau matriks gel.
Aplikasi papain lain dalam berbagai industri adalah ;
- Hidrolisis protein dan pembuatan pepton yang berguna di bidang
mikrobiologi
- Stabilizer bir
- Pelembuat kulit(penyamakan)
- Bahan perenyah kue kering
- Bahan kosmetik
- Obat – obatan (misalnya obat gangguan pencernaan utamanya
protein, gastritis, obat cacingan, dispesia dll) dan masih banyak

28. Thanks for your attention